Phát minh chưa từng có trên thế giới của Trung Quốc: biến sa mạc thành đất màu mỡ chỉ trong 10 tháng, hiệu quả cao nhưng chi phí thấp

Các nhà khoa học Trung Quốc vừa công bố một phương pháp mới có thể biến cát sa mạc rời rạc thành lớp đất ổn định, màu mỡ chỉ trong vòng 10–16 tháng, mở ra triển vọng mới trong cuộc chiến chống sa mạc hóa. Nghiên cứu được đăng tải trên cơ sở dữ liệu khoa học ScienceDirect, mô tả chi tiết cách sử dụng vi sinh vật nuôi cấy trong phòng thí nghiệm để tạo liên kết bền vững giữa các hạt cát, hình thành một lớp vỏ sinh học có khả năng chống xói mòn và hỗ trợ sự phát triển của thực vật.

Trọng tâm của công trình là vi khuẩn lam – nhóm vi sinh vật cổ đại tồn tại từ hàng tỷ năm trước và sử dụng ánh sáng mặt trời để tạo năng lượng. Điểm đặc biệt của vi khuẩn lam là khả năng sinh tồn trong môi trường khắc nghiệt và thực hiện quá trình cố định nitơ, chuyển hóa nitơ trong không khí thành dạng dinh dưỡng mà cây trồng có thể hấp thụ.

Khi được đưa vào môi trường cát sa mạc, các vi khuẩn này phát triển và tạo thành lớp “vỏ sinh học” trên bề mặt đất. Dưới kính hiển vi, lớp vỏ này giống như một mạng lưới sợi vi khuẩn đan xen, bao quanh và gắn kết chặt các hạt cát. Trong quá trình sinh trưởng, vi khuẩn lam tiết ra các hợp chất đường có tính kết dính, đóng vai trò như một loại keo tự nhiên. Các chất này dần cứng lại, giúp cố định cát, giảm đáng kể nguy cơ bị gió cuốn đi trong các trận bão bụi.

Thử nghiệm thực địa được tiến hành gần sa mạc Taklamakan ở Tân Cương bởi các nhóm nghiên cứu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Kết quả cho thấy các lô đất được xử lý đã hình thành lớp vỏ ổn định trong khoảng 10–16 tháng – nhanh hơn nhiều so với quá trình phục hồi tự nhiên vốn có thể kéo dài hàng chục năm.

Sự hình thành lớp vỏ sinh học mang ý nghĩa quan trọng đối với khả năng phục hồi hệ sinh thái. Cát rời thường thoát nước nhanh, giữ ẩm kém và không tạo điều kiện cho rễ cây phát triển. Khi lớp vỏ cứng xuất hiện, độ ẩm sau mưa được duy trì lâu hơn, bụi mịn hòa trộn với chất hữu cơ từ vi sinh vật chết, đồng thời các nguyên tố dinh dưỡng như nitơ và phốt pho được giữ lại gần bề mặt. Theo thời gian, quá trình này giúp tích tụ carbon và cải thiện cấu trúc đất, tạo môi trường thuận lợi cho cỏ và cây bụi bén rễ.

Các thí nghiệm trong đường hầm gió cũng cho thấy lớp vỏ sinh học có thể làm giảm hơn 90% lượng xói mòn đất trong điều kiện kiểm soát. So sánh dữ liệu giữa các khu vực được xử lý và không xử lý, dựa trên gần sáu thập kỷ theo dõi quá trình phục hồi sa mạc, nhóm nghiên cứu nhận định việc bổ sung vi khuẩn lam đã rút ngắn đáng kể chu trình phục hồi tự nhiên.

Dù vậy, các nhà khoa học cảnh báo việc triển khai trên diện rộng cần được tính toán thận trọng. Chủng vi sinh vật bản địa thường cho hiệu quả cao hơn, và khu vực phục hồi phải được bảo vệ khỏi hoạt động chăn thả, phương tiện cơ giới và lưu lượng người qua lại lớn. Ngoài ra, lớp vỏ sinh học có thể suy giảm hoạt động trong điều kiện hạn hán kéo dài, khiến yếu tố khí hậu và thời điểm triển khai trở nên đặc biệt quan trọng.

Dù không thể thay thế các chính sách quản lý đất đai bền vững, phương pháp này được xem là công cụ tiềm năng giúp ổn định cồn cát, giảm bão bụi và tạo nền tảng cho sự phục hồi thảm thực vật tại những vùng khô hạn khắc nghiệt nhất.